多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法
【專利摘要】多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，包括：用戶k根據(jù)不同基站發(fā)送的參考信號，估計參考信號接收功率，統(tǒng)計接收功率最大的一個宏蜂窩基站和兩個微蜂窩基站，并將該結(jié)果廣播；統(tǒng)計每個基站下的用戶負載量，進行系統(tǒng)的負載均衡，將宏蜂窩中較重的負載轉(zhuǎn)移到微蜂窩中；宏蜂窩將用戶的基站選擇方案傳給用戶；宏蜂窩進行用戶調(diào)度選擇，并將用戶調(diào)度結(jié)果傳給用戶；用戶k根據(jù)基站選擇和調(diào)度結(jié)果，接收服務(wù)基站的參考訓(xùn)練序列，根據(jù)接收到的信號進行信道估計，得到用戶k和服務(wù)基站間的信道；用戶根據(jù)估計所得的信道狀態(tài)信息，將信息反饋給其服務(wù)基站；服務(wù)基站進行數(shù)據(jù)的傳輸。本發(fā)明方法在負載較高情況下，提高了系統(tǒng)的平均用戶吞吐率。
【專利說明】多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種無線通信領(lǐng)域的方法，具體是一種多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在下一代移動通信系統(tǒng)中，如何提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率和小區(qū)覆蓋率已經(jīng)成為業(yè)界熱烈討論的問題。為了進一步提高系統(tǒng)的覆蓋率，同時降低功耗，在LTE-A系統(tǒng)中，將討論多層多小區(qū)系統(tǒng)的部署。在該種系統(tǒng)中，除了需要部署宏蜂窩基站以外，在某些用戶密集度較高的區(qū)域需部署微蜂窩基站。在對現(xiàn)有系統(tǒng)的討論中，定義微蜂窩基站是發(fā)射功率較小的基站，它們與宏蜂窩基站共同組成了多層多小區(qū)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。在這里，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的概念與傳統(tǒng)的概念有所不同，網(wǎng)絡(luò)中基站的異構(gòu)性只體現(xiàn)在發(fā)送功率的差異上。通過部署發(fā)送功率較小的基站，可以將某些熱點的用戶放于微蜂窩中服務(wù)，這會有效降低宏蜂窩系統(tǒng)的負載，同時提高了某些小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量。微蜂窩基站的發(fā)送功率小，因而，可以降低對相鄰小區(qū)用戶的干擾。此外，微蜂窩系統(tǒng)的功耗和建設(shè)成本上也低于宏蜂窩基站的建設(shè)。因此，在下一代移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，對微蜂窩基站的部署和研究將成為一個主流的發(fā)展方向。
[0003]在現(xiàn)有的研究工作中，為了降低宏蜂窩小區(qū)中的用戶負載，采用用戶卸載的方法將宏蜂窩小區(qū)中的用戶轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒎涓C小區(qū)用戶，已有文獻中討論了多種用戶負載均衡和干擾消除聯(lián)合設(shè)計的方法。
[0004]經(jīng)對現(xiàn)有文獻檢索發(fā)現(xiàn)，KatsunoriKikuchi and Hiroyuki Otsuka, “Proposalof Adaptive Control CRE in Heterogeneous Networks”，IEEE International Symposiumon Personal, Indoor and Mobile Radio Communications, 2012.(異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中自適應(yīng)小區(qū)區(qū)域擴展控制的建議)，討論了采用增加偏置值的方法，在用戶進行基站選擇時，為微蜂窩基站的參考信號接收功率人為地加上一個正值，這種方式允許用戶以較大的概率接入微蜂窩，從而擴大了異構(gòu)網(wǎng)中微蜂窩的覆蓋范圍，并使微蜂窩基站更多地分擔(dān)網(wǎng)絡(luò)負載。
[0005]又經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，IanaSiominaland Di Yuan.Load Balancing in HeterogeneousLTE:Range Optimization via Cell Offset and Load-Coupling Characterization[C].1EEE Communication QoSj Reliability and Modeling Symposium, 2012.(LTE 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中負載平衡方法:運用小區(qū)偏置值優(yōu)化和負載耦合特性)，采用動態(tài)改變偏置值的方法，確定與微蜂窩有關(guān)的偏置值，通過最優(yōu)化公平性效用函數(shù)，達到均衡系統(tǒng)中負載的目的。
[0006]又通過檢索發(fā)現(xiàn)，Che-ShengChiu, Chia-Chi Huang.An InterferenceCoordination Scheme for Picocell Range Expansion in Heterogeneous Network[C].Vehicular Technology Conference, 2012.(異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中微蜂窩范圍擴展的干擾協(xié)調(diào)方案)，釆用頻域和時域的干擾消除方案，降低對邊緣用戶的干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多層多小區(qū)系統(tǒng)中負載均衡和干擾消除聯(lián)合設(shè)計的方法。本發(fā)明根據(jù)系統(tǒng)中負載的情況，采用小區(qū)區(qū)域擴展的方法將宏蜂窩基站中的用戶遷移到微蜂窩基站，并采用時域干擾消除的方法，減小微蜂窩基站用戶，特別是小區(qū)擴展區(qū)域用戶的干擾，在系統(tǒng)負載較高的情況下，提高系統(tǒng)的平均數(shù)據(jù)率。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0009]一種多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，包括以下步驟:
[0010]第一步，用戶k根據(jù)不同基站發(fā)送的參考信號，估計參考信號接收功率，即RSRP(Reference Signal Receiving Power),用戶統(tǒng)計參考信號接收功率最大的一個宏蜂窩基站和參考信號接收功率最大的兩個微蜂窩基站，并將該選擇統(tǒng)計結(jié)果廣播；
[0011]第二步，統(tǒng)計每個基站下的用戶負載量，根據(jù)第一步中廣播的RSRP值信息，進行系統(tǒng)的負載均衡，將宏蜂窩基站中較重的負載轉(zhuǎn)移到微蜂窩基站中；
[0012]第三步，宏蜂窩基站將用戶的基站選擇方案傳給用戶；
[0013]第四步，宏蜂窩基站進行用戶調(diào)度選擇，并將用戶調(diào)度結(jié)果傳給用戶；
[0014]第五步，任意用戶k根據(jù)基站選擇和調(diào)度結(jié)果，接收服務(wù)基站的參考訓(xùn)練序列Sk，用戶k根據(jù)接收到的信號Xk進行信道估計，得到用戶k和服務(wù)基站間的信道hk ；
[0015]第六步，用戶根據(jù)估計所得的信道狀態(tài)信息，將PMI，CQI信息反饋給其服務(wù)基站；
[0016]第七步，服務(wù)基站根據(jù)反饋所得的PMI，CQI信息進行數(shù)據(jù)的傳輸。
[0017]優(yōu)選地，所述第一步中的處理方法是:
[0018]對系統(tǒng)中的任意用戶k，接收系統(tǒng)中宏蜂窩基站和微蜂窩基站發(fā)送的參考信號，估計各個基站的參考信號接收功率RSRP (Reference Signal Receiving Power),假設(shè)宏蜂窩
基站m發(fā)送給用戶k的RSRP值表示為RSRP:'，微蜂窩基站η發(fā)送給用戶k的RSRP值表示為RSRK,，用戶選擇最大的宏蜂窩基站和最大的兩個微蜂窩基站，廣播其
小區(qū)序號和RSRP值，如下所示:
[0019]S1 = irL m ix RSRP
[0020]sk = ar8 max RSRP''
[0021]其中，選擇微蜂窩基站時，選擇參考信號接收功率最大的兩個微蜂窩基站。
[0022]優(yōu)選地，所述第二步中的負載均衡的處理方法是:
[0023]首先，統(tǒng)計系統(tǒng)內(nèi)的負載分布情況。針對某個小區(qū)，其包括宏蜂窩基站m和微蜂窩基站η = 1，…，N,計算每個小區(qū)內(nèi)的負載情況,計算方法如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，用戶k根據(jù)不同基站發(fā)送的參考信號，估計參考信號接收功率，即RSRP，用戶統(tǒng)計參考信號接收功率最大的一個宏蜂窩基站和參考信號接收功率最大的兩個微蜂窩基站，并將該選擇統(tǒng)計結(jié)果廣播； 第二步，統(tǒng)計每個基站下的用戶負載量，根據(jù)第一步中廣播的RSRP值信息，進行系統(tǒng)的負載均衡，將宏蜂窩基站中較重的負載轉(zhuǎn)移到微蜂窩基站中； 第三步，宏蜂窩基站將用戶的基站選擇方案傳給用戶； 第四步，宏蜂窩基站進行用戶調(diào)度選擇，并將用戶調(diào)度結(jié)果傳給用戶； 第五步，任意用戶k根據(jù)基站選擇和調(diào)度結(jié)果，接收服務(wù)基站的參考訓(xùn)練序列Sk，用戶k根據(jù)接收到的信號Xk進行信道估計，得到用戶k和服務(wù)基站間的信道hk ； 第六步，用戶根據(jù)估計所得的信道狀態(tài)信息，將PMI，CQI信息反饋給其服務(wù)基站； 第七步，服務(wù)基站根據(jù)反饋所得的PMI，CQI信息進行數(shù)據(jù)的傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利書要求I所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述第一步的具體方法是: 對系統(tǒng)中的任意用戶k，接收系統(tǒng)中宏蜂窩基站和微蜂窩基站發(fā)送的參考信號，估計各個基站的參考信號接收功率RSRP，假設(shè)宏蜂窩基站m發(fā)送給用戶k的RSRP值表示為rsrp^1ii，微蜂窩基 站η發(fā)送給用戶k的RSRP值表示為凡Pp，用戶選擇最大的宏蜂Λ，'"k,nk ,m窩基站和RSRP最大的兩個微蜂窩基站，廣播其小區(qū)序號和RSRP值，如下所不:
3.根據(jù)權(quán)利書要求I所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述第二步中的負載均衡的處理方法是: 首先，統(tǒng)計系統(tǒng)內(nèi)的負載分布情況，針對某個小區(qū)，其包括宏蜂窩基站m和微蜂窩基站η = 1，…，N,計算每個小區(qū)內(nèi)的負載情況,計算方法如下所示:
4.根據(jù)權(quán)利書要求I所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述第四步中的用戶調(diào)度的處理方法是: 在多層多小區(qū)系統(tǒng)中，使用時域的干擾消除技術(shù)，在一個幀的不同子幀內(nèi)用戶調(diào)度算法有所不同，假設(shè)在時間T內(nèi)，幾乎空白子幀的持續(xù)時間為Tabs，滿足T = TNOTmal+TABS，系統(tǒng)中的用戶被分成了三部分，第一部分為宏蜂窩基站服務(wù)的用戶U:，第二部分為微蜂窩基站服務(wù)的用戶Cf，第三部分為宏蜂窩基站卸載到微蜂窩基站的擴展區(qū)域用戶c/,f2Ρ，宏蜂窩基站和微蜂窩基站的用戶調(diào)度算法分別如下: 對于宏蜂窩基站，在正常子幀內(nèi)，采用比例公平算法調(diào)度宏蜂窩用戶U 在幾乎空白子幀內(nèi)，不調(diào)度用戶，只發(fā)送參考信號，不發(fā)送數(shù)據(jù)信號；對于微蜂窩基站，在正常子幀內(nèi)，只調(diào)度微蜂窩用戶U:;在幾乎空白子幀內(nèi)，采用比例公平算法調(diào)度擴展區(qū)域用戶Uv "和部分微蜂窩基站用戶U:，在正常子幀內(nèi)，宏蜂窩基站發(fā)送數(shù)據(jù)信號，會對擴展區(qū)域的用戶造成巨大的干擾，因此，只能調(diào)度微蜂窩基站用戶；在幾乎空白子幀內(nèi)，宏蜂窩基站的干擾基本可忽略不計，因而，可以調(diào)度微蜂窩基站中的任意用戶，包括擴展區(qū)域用戶和微蜂窩基站用戶。
5.根據(jù)權(quán)利書要求I所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述第五步中的用戶k的服務(wù)基站的信道估計處理方法是:
6.根據(jù)權(quán)利書要求3所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述進行用戶遷移條件判斷時，宏蜂窩基站的RSRP值與候選微蜂窩基站的RSRP值的差值的門限值設(shè)為需要檢查用戶相對于宏蜂窩基站和將要卸載的微蜂窩基站的RSRP值的差，若該差值大于設(shè)定的門限值δ (dB)，說明該用戶距離宏蜂窩基站較近，若強制將其卸載到微蜂窩基站內(nèi)，其接受端信干噪比將大大減弱，只有當(dāng)差值小于門限值S (dB)時，可以進行用戶卸載。
7.根據(jù)權(quán)利書要求6所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，所述門限值δ (dB) =9dB。
8.根據(jù)權(quán)利書要求4所述的多層多小區(qū)系統(tǒng)中基于時域的干擾消除方法，其特征在于，在幾乎空白子幀比率的設(shè)置時，選擇10個數(shù)據(jù)子幀中的3個作為幾乎空白子幀。
【文檔編號】H04W72/12GK103945459SQ201410171699
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】薛瑞琦, 秦佳美, 俞暉, 羅漢文 申請人:上海交通大學(xué)